CN106753680A - 一种燃煤脱硝添加剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种燃煤脱硝添加剂及其制备方法，燃煤脱硝添加剂，由还原剂和催化剂构成，还原剂为毫米级1mm‑5mm焦炭颗粒；催化剂成分及各成分的质量百分比是：白云鄂博稀土尾矿：85%‑95%、羧甲基纤维素钠：1%‑6%、聚乙烯醇：2%‑6%、十二烷基苯磺酸钠：1%‑5%；催化剂饱和附着在还原剂上。制备方法采用泡沫浸渍法。其优点是：脱硝效率高、安全环保、可回收重复利用、即使接触人体也不会造成伤害，且对燃烧设备要求简单，制备方法简单，成本低。

Description

一种燃煤脱硝添加剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种燃煤脱硝添加剂及其制备方法，特别是对高氮煤，燃煤过程中不但能脱硝，切添加剂无毒、环保、可回收重复利用的添加剂制造方法，属于燃煤脱硝领域。

背景技术

我国的能源主要是以煤炭为主，数据显示，2011年我国的煤炭消费量占到全球煤炭总消费量的46.2%，是世界第一消费大国。但是由于我国的人口压力，我国煤炭人均可采储量仅为世界的三分之二。煤炭在我国涉及到各个领域，如发电、冶金、化工等方面均使用燃煤来提供动力。

近年来雾霾深深的影响着人们的生活质量，在我国大部分地区都会出现雾霾的状况，而煤炭是我国大气污染的根本原因，由环保部网站发布的《2011年中国环境状况公报》显示，当年在2404.3万吨氮氧化物排放总量中，仅来自工业燃煤排放就为1729.5万吨。因此提高燃煤效率，净化燃煤烟气已经迫在眉睫。

目前国内外大部分燃煤添加剂都是往炉内喷洒氨水等添加剂，氨水挥发生成氨气，氨气为有毒气体，因此对设备要求非常高，造价同样也会非常昂贵，并且不可回收，直接排放会造成二次污染。

发明内容

本发明的目的在于克服以上缺点，提供一种脱硝效率高、安全环保、可回收重复利用、即使接触人体也不会造成伤害，且对燃烧设备要求简单的燃煤脱硝添加剂及其制备方法。

本发明的技术方案如下：

一种燃煤脱硝添加剂，由还原剂和催化剂构成，还原剂为毫米级1mm-5mm焦炭颗粒；催化剂成分及各成分的质量百分比是：白云鄂博稀土尾矿：85%-95%、羧甲基纤维素钠：1%-6%、聚乙烯醇：2%-6%、十二烷基苯磺酸钠：1%-5%；催化剂饱和附着在还原剂上。

所述白云鄂博稀土尾矿的质量百分比成分满足：CaO：ω≥15%；Fe₂O₃：ω≥8%；TiO₂：ω≥0.3%；La₂O₃：ω≥0.5%；CeO₂：ω≥1%；ZrO：ω≥0.3%；Nd₂O₃：ω≥1%。

本发明还提供了上述燃煤脱硝添加剂的制备方法，步骤如下：

a、将组成催化剂的各质量百分比组成物质：白云鄂博稀土尾矿60%-70%、羧甲基纤维素钠1%-4%、聚乙烯醇3%-5%、十二烷基苯磺酸钠1%-3%，混合后加入球磨机进行2-4小时至d₉₀＜45μm，倒入密闭搅拌容器，再加入质量百分比25%-35%的去离子水搅拌使之均匀混合成悬浊液；

b、将毫米级1mm-5mm焦炭颗粒，焦炭质量与悬浊液质量比为1：3，浸渍到悬浊液，利用焦炭的多孔性，吸收1-2小时后，放到烘干箱内干燥12小时，干燥温度为60℃；

c、将浸渍悬浊液的焦炭颗粒在真空环境下烧结，烧结温度设定为300℃，升温速度为1℃每分钟，在300℃保持1-2小时，烧结后取出。

本发明提供的燃煤脱硝添加剂及其制备方法，具有如下优点：

1、燃煤脱硝添加剂同时具有助燃、脱硝等功能。

a、助燃方面：添加剂中的焦炭本身可以燃烧，且添加剂是多孔介质可以作为氧的载体，通过不断还原和氧化反应，为挥发分及固定碳的燃烧提供活性氧，从而使燃烧更加充分。

b、脱硝方面：白云鄂博稀土尾矿中含有氧化镧、氧化铈等稀土成分，对焦炭还原氮氧化物具有催化作用，本发明是多孔颗粒形态，因此能充分的与烟气混合进行氧化还原反应。

2、燃煤脱硝添加剂同时具有安全环保、无毒并且可以回收重复利用。稀土尾矿属于天然矿物，重金属含量小，对人体无害。并且由于稀土尾矿作为催化剂，可从煤渣中回收重复利用。

3、制备方法简单，成本低。利用泡沫浸渍法制备添加剂，操作步骤简单，适合大批量生产，且制备出的添加剂具有机械强度高，孔隙率大等特点。

具体实施方式

以下结合实例对本发明技术方案做进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

一种燃煤脱硝添加剂还原剂和催化剂构成，还原剂为毫米级1mm-5mm焦炭颗粒；催化剂成分及各成分的质量百分比是：白云鄂博稀土尾矿：85%-95%、羧甲基纤维素钠：1%-6%、聚乙烯醇：2%-6%、十二烷基苯磺酸钠：1%-5%；催化剂饱和附着在还原剂上。其中白云鄂博稀土尾矿的主要成分质量百分比为：

其余质量百分比23.051%为不可分离杂质。

实例1：

a、将组成催化剂的各质量百分比组成物质：白云鄂博稀土尾矿63%、羧甲基纤维素钠1%、聚乙烯醇3%、十二烷基苯磺酸钠1%，混合后加入球磨机进行2小时至d₉₀＜45μm，倒入密闭搅拌容器，再加入质量百分比32%的去离子水搅拌使之均匀混合成悬浊液；

b、将3mm焦炭颗粒，焦炭质量与悬浊液质量比为1：3，浸渍到悬浊液中，利用焦炭的多孔性，吸收1小时后，放到烘干箱内干燥12小时，干燥温度为60℃；

c、将浸渍后的焦炭颗粒在真空环境下烧结，烧结温度设定为300℃，升温速度为1℃每分钟。300℃保持2小时，烧结后取出。

实例2：

a、将组成催化剂的各质量百分比组成物质：白云鄂博稀土尾矿65%、羧甲基纤维素钠1%、聚乙烯醇3%、十二烷基苯磺酸钠1%，混合后加入球磨机进行2小时至d₉₀＜38μm，倒入密闭搅拌容器，再加入占添加剂质量百分比为30%的去离子水搅拌使之均匀混合成悬浊液；

b、将2mm焦炭颗粒，焦炭质量与悬浊液质量比为1：3，浸渍到悬浊液中，利用焦炭的多孔性，吸收1.5小时后，放到烘干箱内干燥12小时，干燥温度为60℃；

c、将浸渍后的焦炭颗粒在真空环境下烧结，烧结温度设定为300℃，升温速度为1℃每分钟。300℃保持2小时，烧结后取出。

实例3

a、将组成催化剂的各质量百分比组成物质：白云鄂博稀土尾矿65%、羧甲基纤维素钠2%、聚乙烯醇2%、十二烷基苯磺酸钠1%，混合后加入球磨机进行3小时至d₉₀＜45μm，倒入密闭搅拌容器，再加入占添加剂质量百分比为30%的去离子水搅拌使之均匀混合成悬浊液；

b、将3mm焦炭颗粒，焦炭质量与悬浊液质量比为1：3，浸渍到悬浊液中，利用焦炭的多孔性，吸收2小时后，放到烘干箱内干燥12小时，干燥温度为60℃；

c、将浸渍后的焦炭颗粒在真空环境下烧结，烧结温度设定为300℃，升温速度为1℃每分钟。300℃保持1.5小时，烧结后取出。

实例4

a、将组成催化剂的各质量百分比组成物质：白云鄂博稀土尾矿61%、羧甲基纤维素钠1%、聚乙烯醇5%、十二烷基苯磺酸钠1%，混合后加入球磨机进行3.5小时至d₉₀＜45μm，倒入密闭搅拌容器，再加入占添加剂质量百分比为31%的去离子水搅拌使之均匀混合成悬浊液；

b、将4mm焦炭颗粒，焦炭质量与悬浊液质量比为1：3，浸渍到悬浊液中，利用焦炭的多孔性，吸收1小时后，放到烘干箱内干燥12小时，干燥温度为60℃；

c、将浸渍后的焦炭颗粒在真空环境下烧结，烧结温度设定为300℃，升温速度为1℃每分钟。300℃保持1小时，烧结后取出。

实例5

a、将组成催化剂的各质量百分比组成物质：白云鄂博稀土尾矿60%、羧甲基纤维素钠2%、聚乙烯醇5%、十二烷基苯磺酸钠2%，混合后加入球磨机进行2小时至d₉₀＜45μm，倒入密闭搅拌容器，再加入占添加剂质量百分比为31%的去离子水搅拌使之均匀混合成悬浊液；

b、将5mm焦炭颗粒，焦炭质量与悬浊液质量比为1：3，浸渍到悬浊液中，利用焦炭的多孔性，吸收1小时后，放到烘干箱内干燥12小时，干燥温度为60℃；

c、将浸渍后的焦炭颗粒在真空环境下烧结，烧结温度设定为300℃，升温速度为1℃每分钟。300℃保持2小时，烧结后取出。

将本发明实例1-5所制备的燃煤脱硝添加剂，按照煤重量的千分之五从燃煤设备的看火孔加入，使添加剂均匀的进入燃煤设备与煤粉充分混合，添加剂直接进入燃煤设备而不经过磨煤机，更为安全有效。

Claims (3)

1.一种燃煤脱硝添加剂，其特征是：由还原剂和催化剂构成，还原剂为毫米级1mm-5mm焦炭颗粒；催化剂成分及各成分的质量百分比是：白云鄂博稀土尾矿：85%-95%、羧甲基纤维素钠：1%-6%、聚乙烯醇：2%-6%、十二烷基苯磺酸钠：1%-5%；催化剂饱和附着在还原剂上。

2.根据权利要求1所述的燃煤脱硝添加剂，其特征是：所述白云鄂博稀土尾矿的质量百分比成分满足：CaO：ω≥15%；Fe₂O₃：ω≥8%；TiO₂：ω≥0.3%；La₂O₃：ω≥0.5%；CeO₂：ω≥1%；ZrO：ω≥0.3%；Nd₂O₃：ω≥1%。

3.一种根据权利要求1所述的燃煤脱硝添加剂的制备方法，其特征是：

a、将组成催化剂的各质量百分比组成物质：白云鄂博稀土尾矿60%-70%、羧甲基纤维素钠1%-4%、聚乙烯醇3%-5%、十二烷基苯磺酸钠1%-3%，混合后加入球磨机进行2-4小时至d₉₀＜45μm，倒入密闭搅拌容器，再加入质量百分比25%-35%的去离子水搅拌使之均匀混合成悬浊液；

b、将毫米级1mm-5mm焦炭颗粒，焦炭质量与悬浊液质量比为1：3，浸渍到悬浊液，利用焦炭的多孔性，吸收1-2小时后，放到烘干箱内干燥12小时，干燥温度为60℃；

c、将浸渍悬浊液的焦炭颗粒在真空环境下烧结，烧结温度设定为300℃，升温速度为1℃每分钟，在300℃保持1-2小时，烧结后取出。